基于單片機模糊推理的洗衣機控制系統(tǒng)設計
摘要:為了更好的模仿人工洗滌過程,提高洗衣機的洗滌質(zhì)量,針對以單片機為核心的洗衣機控制系統(tǒng),引入了模糊推理技術。首先闡述了模糊洗衣機的基本原理,完成了系統(tǒng)硬件設計;在軟件方面,對檢測到的水溫及骯臟度、衣質(zhì)、衣量等物理量進行模糊化處理,建立了洗滌規(guī)則庫,通過模糊推理,實現(xiàn)對洗滌時間、水流強弱、洗滌劑用量以及脫水時間的自動控制,提高了洗衣機的自動控制和智能化程度。
關鍵詞:單片機;模糊推理;洗衣機;自動控制
模糊控制洗衣機是一種智能型的、真正全自動的洗衣機。它能自動識別衣質(zhì)、衣量及骯臟程度,自動決定水量,自動投入適量的洗滌劑,從而全部自動地完成整個洗滌過程。洗滌程序是通過模糊推理來決定的,因此有極高的洗滌效能,不僅提高了洗衣機的全自動化程度,而且大大提高了洗衣質(zhì)量。
1 控制系統(tǒng)基本原理
模糊洗衣機通過對衣質(zhì)、衣量、衣物骯臟度及初始水位高低情況等輸入量,來決定洗滌時間、水流強弱、洗滌劑用量以及脫水時間等。因此,系統(tǒng)的被控對象主要是洗滌時間、水流強弱、洗滌劑用量及脫水時間等,即輸出量。洗衣機中被控對象的運動規(guī)律極其復雜,很難用數(shù)學語言的形式來表達。而模糊控制無需建立被控對象的數(shù)學模型,因此適用于洗衣機控制。模糊型洗衣機無需人為按鍵設置水位、水流方式、洗滌時間、清洗時間和脫水時間,用戶只需放進待洗衣物,按下啟動鍵,洗衣機便能自動完成洗滌過程,實現(xiàn)了真正的“全自動”。
模糊洗衣機要求控制系統(tǒng)能根據(jù)測得的衣質(zhì)、衣量情況,確定適當水位、水流強度、洗滌時間、洗滌劑用量,并根據(jù)骯臟度的變化合理地修正洗滌時間,以達到節(jié)水和節(jié)能的目的。
1)輸入量(分三級)
負載:偏大、中等、偏?。?br /> 衣質(zhì):棉織品偏多、棉和化纖各半、化纖織品偏多;
水溫:偏高、中等、偏低。
2)輸出量(分五級)
水流強度:特強、強、中等、弱、特弱;
洗滌時間:特長、長、中等、短、特短。
3.2 模糊推理
洗農(nóng)機模糊控制系統(tǒng)的主要工作就是依據(jù)語言規(guī)則進行模糊推理決策。因此,在進行模糊規(guī)則推理之前,先要確定好語言控制規(guī)則(即知識庫)。語言控制規(guī)則是根據(jù)經(jīng)驗知識來確定的,并在實驗過程中不斷加以修正和完善。它相當于計算機程序設計語言的條件語句:“IF……THEN……”。
根據(jù)輸入量與輸出量的分級組合,對于水流強度和洗滌時間可以用以下27(=3×3×3)條模糊規(guī)則來表示。
規(guī)則一:如果負載偏小,衣質(zhì)化纖織品偏多,且水溫偏高;那么將水流特弱,洗滌時間特短。
規(guī)則二:如果負載偏大,衣質(zhì)化纖織品偏多,且水溫偏高;那么將水流中等,洗滌時間中等。
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